Энергоэффективность дома

Энергоэффективный дом – это здание, в котором очень малое потребление энергии сочетается с комфортным микроклиматом.

Экономия энергии в таких домах достигает 90%.

Годовая потребность в отоплении энергоэффективного дома может составлять менее 15 кВт*ч на квадратный метр. Например, на сегодняшний день в самой распространенной конструкции частного дома (ж/б фундамент, система «теплый пол» без утепления, стены 1,5 кирпича с цементной штукатуркой, обычными металлопластиковыми окнами, утеплением кровли 150мм и без приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла) потребление энергии на отопление составляет 110-130 кВт*ч на 1 м² в год.

В странах Евросоюза принята такая классификация домов:

1. Дома низкого энергопотребления
   Используют как минимум на 50 % энергии меньше, чем стандартные здания, построенные в соответствии с действующими нормами энергопотребления.
2. Дома ультранизкого энергопотребления
   Расходуют на 70-90 % энергии меньше, чем обычные здания. Примеры домов ультранизкого энергопотребления с четко обозначенными требованиями – это немецкий Passive House, французский Effinergie, швейцарский Minergie. Пионером в строительстве таких домов стал Passive House (пассивный дом), который был разработан в Германии в г.Дармштадт в 90-х годах. Принято считать здание «пассивным», если оно соответствует требованиям, разработанным немецким институтом пассивных зданий. «Пассивный» дом – это дом с отличной теплоизоляцией, минимальным потреблением электроэнергии и тепловой энергии. В нем поддерживается комфортный микроклимат в основном за счет человеческого тепла, энергии солнца и бытовых электроприборов, таких как чайник, плита и т.д. Технологии «пассивного» дома (здания с ультранизким потреблением энергии, без традиционной системы отопления), эффективны и уже опробованы в суровом скандинавском климате. Такие дома практически не имеют тепловых потерь.
3. Дома, генерирующие энергию
   Это здания, которые производят электричество для собственных нужд. В некоторых случаях излишки энергии летом могут быть проданы энергетической компании и куплены обратно в зимнее время. Хорошая теплоизоляция, инновационный дизайн и использование возобновляемых источников энергии (солнечные батареи, грунтовые тепловые насосы) делают эти дома авангардом современного домостроения.
4. Дома с нулевыми выбросами CO2
   Термин, чаще всего используемый в Великобритании. Такой дом не выделяет CO₂. Это означает, что дом сам обеспечивает себя энергией из возобновляемых источников, включая энергию, расходуемую на отопление/охлаждение помещений, горячее водоснабжение, вентиляцию, освещение, приготовление пищи и электрические приборы. В Великобритании все новые дома с 2016 года строятся в соответствии с этим стандартом. В России принята следующая классификация:

Энергопотребление для классов домов

*В соответствие со СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" нормативы для
Ростова-на-Дону (м²° С/Вт) Rстен=2,63 Rпокр=3,96 Rокон=0,84

КАК «НАУЧИТЬ» ДОМ БЫТЬ ЭКОНОМНЫМ И КОМФОРТНЫМ?

2. Проектирование компактной конфигурации строений.

Чем больше наружная поверхность здания при одинаковом объёме его помещений, тем выше потери тепла. Поэтому при строительстве, реконструкции или расширении дома, следует по возможности избегать всевозможных ниш, уступов, выступов на стенах. Имеет смысл возводить необогреваемые пристройки на северной стороне дома. Например, помещения для хранения садового инвентаря и велосипедов, технические помещения, защищающие отапливаемую часть дома от ветра и холода. Дом компактной конструкции не только потребляет меньше энергии, но и требует меньших затрат на строительство.

3. Наружные стены, конструкции и свойства применяемых строительных материалов.

Значительная часть тепла уходит из дома через его наружную оболочку. Чем выше перепад между температурами в помещениях и вне дома, тем больше потери тепла.

Степень теплоизоляции дома определяется коэффициентами сопротивления теплопередаче его ограждающих конструкций (пол, стены, окна, кровля). Чем он выше, тем качество утепления лучше.

На рисунке выше представлены конструкции стен коэффициент сопротивления передачи которых составляет 2,1- 2,2м²ºС/Вт, что удовлетворяет региональным требованиям зданий находящихся в географической широте г.Краснодара.

В соответствии со СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», для г. Ростов-на-Дону, сопротивление теплопередаче одноэтажного дома должно быть не менее 2,62м²ºС/Вт.

4. Толщина наружных стен и жилая площадь дома.

От толщины наружных стен непосредственно зависит величина будущей жилой площади в доме. Если стены сделать толщиной, например, не 32см, а 38,5см, жилая площадь дома значительно уменьшится. Так, в доме площадью 10x11 м в условиях стен указанной толщины его жилая площадь потеряет 2,73м! На каждом этаже. А это значит, что каждый квадратный метр жилья обойдётся дороже! При толщине же стен в 49см жилая площадь каждого этажа уменьшится почти на 8м².

5. Шумозащита дома.

Звукоизоляция стен и конструкций дома напрямую зависит от плотности и структуры материала, из которого они изготовлены. При проектировании дома, очень важно уделять внимание изоляции от ударных и звуковых шумов.

Сплошные (без окон и дверей) стены, например из фибропенобетона толщиной 250мм, в полной мере отвечают требованиям комфорта. Звукоизоляция же стены с окнами, занимающими более 25% площади, будет уже не столь эффективной: в этом случае значительная порция шума будет проникать через окна. Именно здесь, прежде всего, потребуются специальные меры по шумоизоляции.

6. Индивидуальное восприятие комфорта и климат в помещении.

Понятие «комфорт в доме» у многих имеет неодинаковый смысл. Одни считают, что самый комфортный — это дом из обожжённого глиняного кирпича, другие предпочитают силикатный кирпич, третьи питают пристрастие к деревянной каркасной конструкции. Однако климат в доме зависит не только от абсорбционной и теплоаккумулирующей способности стен, принципа работы системы отопления, системы вентилирования и деятельности его обитателей. Комфортный микроклимат – это сбалансированное сочетание всех этих элементов в конструкции дома.

7. Теплопотери и мостики холода.

При утеплении дома особое внимание необходимо местам потерь тепла, или так называемым «мостам холода». В этих местах тепло уходит наружу более интенсивно, чем в других. Примером могут служить балконы, исполненные вместе с перекрытием в виде одной сплошной плиты, оконные откосы или стыки между наружными стенами и подвальным перекрытием. Чтобы уменьшить потери тепла и избежать возможных повреждений конструкций (например, образования на них плесени из-за отпотевания), необходимо учесть это ещё в стадии проектирования и строительства дома. Уплотнению стыков в местах монтажа окон, дверей, кровли и креплению корпусов ролльставен следует обратить особое внимание.

В условиях любой стропильной конструкции, в т.ч. деревянной, над утеплителем необходимо настелить гидроизоляционную паропроницаемую пленку, а снизу под утеплитель пароизоляционную плёнку и уложить бесшовную теплоизоляцию. Особого внимания требует заделка примыканий к внутренним стенам. На этих двух фото один и тот же дом: первая фотография сделана фотоаппаратом, вторая - тепловизором. Этот прибор зафиксировал огромные теплопотери через окна и наружные стены (отмечены желтым и красным цветами).

8. Теплоизоляция крыши.

Если раньше считалось, что для теплоизоляции крыши вполне достаточно утеплителя (минерально-волокнистых матов или пенополиуретановых плит) толщиной 10см, то теперь в отношении утепления крыши действуют значительно более жёсткие нормы. Для крыш энергоэффективных («тёплых») домов сопротивление теплопередаче должно быть не менее не менее 6м²ºС/Вт, т.е. толщина теплоизоляции из материала с коэффициентом теплопроводности (при равновесной влажности) 0,04 Вт/м²К должна быть не менее 24см.

9. Система отопления.

В условиях более жёстких норм потребления энергоресурсов, важную роль в их экономии играют системы отопления домов, отвечающие новым требованиям. Существенной экономии энергии можно достичь, например, за счёт применения автоматически регулируемых малоинерционных систем, быстро реагирующих на изменение температуры в помещениях.

Так при прогревании помещений солнечными лучами, проходящими сквозь окна, соответствующие датчики могут подавать на дозирующие клапаны сигнал, на уменьшение подачи теплоносителя в приборы отопления данной комнаты. Соответственно котел будет работать меньшее количество времени и расход газа сократится. В этом случае добрую услугу при отоплении дома Вам могут оказать пластинчатые отопительные батареи и конвекторы, которые обладают малой инерционностью. Отопление посредством нагрева полов и кафельная печь из-за большой нагреваемой массы быстро реагировать не смогут.

Отопительный котёл должен соответствовать стандартам, говорящим об эффективном использовании энергии и отсутствии выбросов вредных веществ в атмосферу. Ныне этим требованиям отвечают конденсационные котлы, работающие на жидком топливе или газе, а также газовые паровые котлы со сверхвысоким КПД.

Однако наиболее эффективной и обеспечивающей наибольший комфорт, является система отопления инфракрасными пленочными обогревателями, их КПД 92-97%.

При желании уменьшить энергопотребление собственного дома встает вопрос: что нужно сделать в первую очередь - сделать более мощной систему отопления или утеплить дом? Ответ на этот вопрос однозначный. Сначала следует улучшить теплоизоляцию всех элементов дома. Поскольку для обогрева хорошо утеплённого дома потребуется более компактная и менее мощная система отопления, но хорошо отрегулированная.

10. Пассивное и активное использование солнечной энергии.

Современные окна.

Экономить энергоресурсы позволяет применение в окнах стеклопакетов с меньшим коэффициентом теплопередачи. Например, 1,6 Вт/(м²-К) вместо прежних 2,3 или 2,6 Вт/(м²-К). Современный рынок предлагает стеклопакеты даже с Кт =1,3-1,1 Вт/(м²-К). Бывают стеклопакеты и люкс-класса (0,9-0,8 Вт/(м²'К)), но они стоят значительно дороже. Наряду с экономией энергии, стеклопакеты создают в помещениях комфорт. На стоимость окна, прежде всего, влияет материал рамы и только потом — остекление. Применение стеклопакета с коэффициентом теплопередачи 1,3 или даже 1,11 Вт/м²-К не ведёт к резкому повышению стоимости окна в отличие, например, от использования деревянных рам из склеенной ангарской сосны.

Преобразование солнечной энергии.

Энергию солнца можно использовать не только пассивно (за счёт преимущественного расположения остеклённых поверхностей дома на южную сторону), но и активно. В этом случае речь идёт об использовании солнечных батарей и солнечных водонагревателей, с помощью которых можно подогревать воду для ванной, душа и системы отопления.

Установка для нагрева воды:

1. Жидкостный солнечный коллектор;
2. Щит автоматики;
3. Теплообменник;
4. Разбор подогретой воды;
5. Змеевик контура отопительного котла;
6. Змеевик-теплообменник солнечной станции;
7. Трубопровод подпитки теплообменника;
8. Трубопровод подпитки солнечного коллектора.

При проектировании дома необходимо предусмотреть прокладку теплоизолированных труб от солнечного к потребителям горячей воды. Процесс преобразования солнечной энергии в электрическую через фотоэлектрические элементы, сегодня уже достаточно совершенен, но пока для частного домостроения экономически оправдано только использование солнечных водонагревателей.

11. Вентиляция

Наряду с потерями тепла через конструктивные элементы здания, оно теряется и при вентилировании помещений.

Проверено, что в условиях хорошо утеплённого дома вентиляционные потери тепла достигают 30-50%. При этом тепло теряется в результате замены тёплого воздуха на свежий, но более холодный.

Этот процесс совершенно необходим для создания нормальных микроклиматических условий в доме. Потребность в вентиляции особенно заметна в энергоэффективном доме, где пути проникновения в дом холодного свежего воздуха надёжно перекрыты уплотнениями.

Эффективным решением в борьбе с теплопотерями, является монтаж системы вентиляции с рекуперацией (возвратом) тепла, которое у современных моделей достигает 80-85%.

На этапе проектирования нужно обязательно предусмотреть место расположения рекуператора и трубопроводов.

Однако эффективная система вентиляции, исходя из практики, является самым распространенным элементом строительства, на котором всегда экономят. Поскольку потребность жильцов дома в чистом свежем воздухе не уменьшается, им приходится постоянно оплачивать перерасход электроэнергии или газа, который уходит на компенсацию выветриваемого тепла.

Без установки эффективной системы вентиляции с этими теплопотерями остается смириться. Их можно только немного сократить, на 25-30% (или на 10-15% от общего объема потерь тепла) за счет правильного проветривания. Вне отопительного сезона, естественно, вентилировать дом можно сколько угодно. Проводить так называемое сквозняковое вентилирование, рекомендуется хотя бы в порядке соблюдения гигиенических норм. Полезно не менее двух-трёх раз в день на короткое время настежь открывать окна, создавая сквозняк.

Время, необходимое для воздухообмена, зависит от температуры и влажности наружного воздуха и силы ветра. Чем холоднее и суше на улице, тем короче должен быть процесс проветривания. Водяной пар, а также запахи, образующиеся при принятии ванны или душа, следует сразу же удалять проветриванием помещения. В зимнее время это нужно делать осторожно, так как сквозняк может не только нанести вред здоровью обитателей дома, но и повлечь за собой потерю значительного количества тепла. Известно, человек не лишён слабостей, к которым можно отнести и непреднамеренное пренебрежительное отношение к соблюдению правил. В данном случае — это правила проветривания помещений. Зачастую, когда жарко, мы не уменьшаем мощность системы отопления, а открываем форточку. Так не поручить ли это дело вентиляционной технике, управляемой компьютером в автономном режиме?

12. Бытовые электрические приборы и освещение.

Телевизоры, стиральные машины, электрочайники, утюги, варочные панели, сплит-системы, лампочки - все они потребляют значительное количество электроэнергии. Сегодня сократить ее расход достаточно просто. Нужно при покупке каждого электроприбора обращать на его класс энергопотребления, он должен быть ААА.

Для освещения дома лучше всего использовать лампы на основе LED технологии. Светодиодная лампа является одним из самых экологически чистых источников света. Принцип свечения светодиодов позволяет использовать в производстве и работе самой лампы безопасные компоненты. Они не содержат токсичных веществ, поэтому не представляют опасности в случае выхода из строя или разрушения. Срок службы светодиодной лампы составляет до 100 000 часов. А повышенная энергоемкость позволяет потреблять в 10 раз меньше электроэнергии по сравнению с традиционными лампами накаливания.

13. Экономный расход воды и возврат теплоты от использованной теплой воды.

Производители сантехнического оборудования за последнее десятилетие разработали много различных конструкций смесителей, кранов и других элементов сантехнического оборудования, которые позволяют сократить расход воды на 40-50%, без потери моющих свойств потока воды.

Разработаны инновационные системы полива цветников и газонов частных домов, которые сокращают расход воды на полив 40-60%. Системы объединяют в себе локальные датчики, региональные прогнозы погоды и интеллектуальный алгоритм для выбора оптимального режима полива растений на приусадебном участке. Датчики вставляются в каждую зону полива и отслеживают влажность, температуру почвы и освещенность территории. В систему встроен микроконтроллер, который подсоединяет датчики по беспроводной технологии Wi-Fi к домашней сети для контроля времени и продолжительности полива. А микроконтроллер, анализируя все полученные данные, сам выбирает оптимальный режим полива.

В 2012г. конструкторы систем рекуперации частных домов из Англии и Бельгии представили очень компактные системы, которые позволяют возвращать тепловую энергию от сточных вод обратно в дом. КПД таких систем около 60%.

СТОИТ ЛИ ВСЕ ЭТО ТОГО, ЧТОБЫ НЕСТИ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ РАСХОДЫ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ?

Ответ на этот вопрос могут дать реальные цифры экономии и подтвержденные факты.

1. Стоимость самого популярного в России источника тепловой энергии –природного газа в 2017г. в Ростове-на-Дону составляла 5,5 руб./м³. Тенденция цены – ежегодный плавный рост до уровня общемировых цен, как это уже произошло с бензином, стоимость которого на внутреннем рынке сравнялась с его стоимостью на рынках Европы и Северной Америки. Сегодня средняя цена 1м³ природного газа, например в Европе, составляет 0,37 $/м³, т.е. 13,3 руб./м³. Если предположить, что ежегодное повышение цены составит всего 9%, то цена газа на внутреннем рынке достигнет уровня среднемировой к 2025г.
2. Среднемесячный объем энергопотребления газа в зимний период обычным домом 100м² (ж/б фундамент, система «теплый пол» без утепления, стены 1,5 кирпича с цементной штукатуркой, с обычными металлопластиковыми окнами, утеплением кровли 150мм и без приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла), составляет 850-900м³. В ценах 2017г. это 4,8т.р./месяц, но в 2025г. с очень высокой степень вероятности, отопление этого дома будет в среднем стоить 11,5т.р./месяц, или около 60000 руб. за отопительный период.
3. Собственники домов вышеописанной конструкции, имеющие столь огромные расходы на отопление, будут вынуждены делать их утепление, минимальная стоимость которого в ценах 2017г., для 1эт. дома 100м² (чтобы привести в соответствие со СНиП 2302-2003 «Тепловая защита зданий») составляет около 320 тыс.руб. Если они не будут заниматься теплоизоляцией, то им придется смириться с тем, что суммы оплаты за потребленные энергоресурсы будут огромны, их дома будут оценены рынком значительно ниже, чем те, которые построены в соответствии со стандартами энергосбережения. Покупатели домов проверяют это просто, они поросят квитанции об оплате коммунальных платежей за прошлый год.

Самые актуальные вопросы: